《含硅礦物與信息材料》教案3

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111 第三單元 含硅礦物與信息材料（2課時(shí)） 教學(xué)目標(biāo) 1、 了解硅在自然界的存在形式，了解硅及其化合物的應(yīng)用與人類文明發(fā)展的密切關(guān)系。 2、 通過探究性實(shí)驗(yàn)掌握硅酸鈉的有關(guān)知識(shí)；學(xué)會(huì)將硅酸鹽的化學(xué)式書寫氧化物的形式的方法和技巧。 3、 知道二氧化硅的物理性質(zhì)和話性質(zhì)。了解二氧化硅的制品在高科技信息產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。 4、 認(rèn)識(shí)單晶硅的使用給現(xiàn)代人類文明進(jìn)程所帶來的重大影響。 5、 從傳統(tǒng)材料到信息材料的介紹，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生研究、探索、發(fā)現(xiàn)新材料的意識(shí)。 教 材 分 析 本單元按照人類使用含硅化合物的發(fā)展，以自然界存在的硅酸鹽到單質(zhì)硅的制備為線索，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)身邊行行色色的硅酸鹽，了解二氧化硅和硅的性質(zhì)特點(diǎn)，知道平凡而神奇的硅對(duì)人類文明所產(chǎn)生的重大影響；本節(jié)教材插圖比較多，讓學(xué)生領(lǐng)略硅產(chǎn)品的豐富多彩，還有一個(gè)關(guān)于水泥的資料卡，可以讓學(xué)生的課內(nèi)知識(shí)與課外知識(shí)相互融合?！巴卣挂曇啊睂?duì)分子篩的介紹，也讓學(xué)生知道硅酸鹽的一些特殊用途。 擬采用的教學(xué)方法：多媒體演示法、實(shí)驗(yàn)探究法、小組討論法。 教 學(xué) 重 難 點(diǎn) 重點(diǎn)：硅酸鈉(sodium silicate)、單質(zhì)硅(silicon)、二氧化硅(silica)的性質(zhì)；硅酸鹽(silicate)的氧化物形式的書寫。 難點(diǎn)：?jiǎn)钨|(zhì)硅（silicon）和二氧化硅(silica)的結(jié)構(gòu)。 課 時(shí) 分 配 第一課時(shí)： 硅酸鹽礦物、傳統(tǒng)材料和信息材料的介紹。 第二課時(shí)： 單質(zhì)硅、二氧化硅的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)及它們的用途 教學(xué)過程（第1課時(shí)） 教學(xué)活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 引入： 提問：（1）硅元素在地殼中的含量怎樣？ （2）硅元素在自然界主要有哪些存在形式？ 自學(xué)歸納、交流、討論回答問題。 （1）培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力； （2）讓學(xué)生學(xué)會(huì)通過查閱資料來學(xué)習(xí)知識(shí)的學(xué)習(xí)方法。 過渡：硅元素在自然界中廣泛存在，主要是硅酸鹽和二氧化硅的形式，下面我們先來了解硅酸鹽的有關(guān)知識(shí)。 1．硅酸鹽(silicate)的結(jié)構(gòu) 1）多媒體展示：自然界中的一些硅酸鹽的圖片及化學(xué)式； （2）介紹將硅酸鹽化學(xué)式改寫成氧化物的形式；要求學(xué)生練習(xí)后總結(jié)書寫規(guī)律。 （3）追問：硅酸鹽的結(jié)構(gòu)怎樣？為什么常改寫成氧化物的形式？ （1）觀察圖片和化學(xué)式，總結(jié)； （2）練習(xí)硅酸鹽化學(xué)式的改寫； （3）分析總結(jié)交流討論書寫規(guī)律； （1）創(chuàng)設(shè)情景，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；（2）通過訓(xùn)練，鞏固知識(shí)，培養(yǎng)能力； （3）通過主動(dòng)探索得出規(guī)律，將知識(shí)升華，培養(yǎng)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，增強(qiáng)探索意識(shí)。 過渡：在硅酸鹽中，硅酸鈉是極少數(shù)溶于水中的一種，用途廣泛，下面我們先來學(xué)習(xí)它的有關(guān)知識(shí)。 2．硅酸鈉(sodium silicate)的知識(shí) （1）展示硅酸鈉試劑； （2）探究實(shí)驗(yàn)：硅酸鈉的性質(zhì)①加水溶解；并檢驗(yàn)其溶液酸堿性；②向溶液中通二氧化碳或滴加稀鹽酸；③再向②中滴加氫氧化鈉溶液。（師生共同完成實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)由學(xué)生來探究演示。） （3）說說硅酸鈉的用途。 1）動(dòng)手參與、探索實(shí)驗(yàn)，觀察、分析、思考實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，總結(jié)硅酸鈉的性質(zhì)； （2）書寫有關(guān)的化學(xué)、離子方程式； （3）從性質(zhì)思考用途。 1）通過實(shí)驗(yàn)探索，培養(yǎng)科學(xué)探究能力； （2）讓學(xué)生學(xué)會(huì)掌握：實(shí)驗(yàn)探索――分析總結(jié)――掌握知識(shí)的科學(xué)學(xué)習(xí)方法。 過渡：在豐富的硅酸鹽中，除硅酸鈉外，其它的在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用如何？下面我們來了解傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品的有關(guān)知識(shí)。 3．硅酸鹽產(chǎn)品（傳統(tǒng)材料） （1）請(qǐng)同學(xué)們說出他們知道的硅酸鹽產(chǎn)品； （2）請(qǐng)同學(xué)們簡(jiǎn)單說說它們是如何生產(chǎn)的？有什么共同點(diǎn)？（課前事先找資料） （3）播放一段錄像（玻璃(glass)、水泥(cement)、陶瓷(china)的生產(chǎn)簡(jiǎn)介）。展示一些硅酸鹽產(chǎn)品。 （4）要求學(xué)生總結(jié)傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品即傳統(tǒng)材料：玻璃、水泥、陶瓷的生產(chǎn)原料和產(chǎn)品的主要成分。 （5）用多媒體提供傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品的應(yīng)用及新發(fā)展的有關(guān)資料和圖片。 （1）部分學(xué)生回答問題； （2）觀看錄像后討論總結(jié)回答問題； （3）討論、總結(jié)硅酸鹽產(chǎn)品的應(yīng)用與社會(huì)發(fā)展的關(guān)系。提出對(duì)產(chǎn)品應(yīng)用的新設(shè)想。 1）創(chuàng)設(shè)情景激活學(xué)生思維；主動(dòng)參與體現(xiàn)學(xué)習(xí)主動(dòng)性。 （2）了解產(chǎn)品的應(yīng)用和新發(fā)展激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情，增強(qiáng)探索意識(shí)，樹立遠(yuǎn)大理想，增強(qiáng)努力學(xué)習(xí)的責(zé)任感和使命感。 過渡：通過剛才的介紹，我們已經(jīng)了解到硅酸鹽產(chǎn)品傳統(tǒng)材料在人類文明發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的歷程中，起到了很大的推動(dòng)作用；但是隨著科技的發(fā)展，這些傳統(tǒng)材料又有了新的用途，如光導(dǎo)纖維的應(yīng)用。下面我們一起來了解一下光導(dǎo)纖維的有關(guān)知識(shí)。 4．信息材料――光導(dǎo)纖維 1）請(qǐng)同學(xué)們總結(jié)課前查閱的有關(guān)信息材料的資料，簡(jiǎn)述光導(dǎo)纖維的主要成分和用途； （2）提供有關(guān)光導(dǎo)纖維的資料（簡(jiǎn)介、制造和作用）；播放光導(dǎo)纖維的介紹錄像。 （3）展示實(shí)物：展示光導(dǎo)纖維并演示光在其中的傳播實(shí)驗(yàn)。 （1）思維、總結(jié)、回答； （2）閱讀資料，交流、討論總結(jié)； （3）觀察實(shí)驗(yàn)。 （4）談?wù)剬?duì)信息材料的應(yīng)用的感想。 （1）創(chuàng)造變被動(dòng)為主動(dòng)的學(xué)習(xí)環(huán)境；實(shí)物觀察提高對(duì)知識(shí)的理性認(rèn)識(shí)； （2）通過資料的閱讀，拓寬視野，激發(fā)研究、探索的意識(shí)。 過渡：硅酸鹽除了上面的一些作用外，它還可以用來篩分子。 5．分子篩 (molecular sieve) （1）提供分子篩的有關(guān)資料和圖片； （2）從資料的介紹，要求學(xué)生發(fā)揮想象，推測(cè)它有哪些方面的用途 1）閱讀資料； （2）思維、想象、推測(cè)總結(jié)，回答。 （1）創(chuàng)設(shè)情景，讓學(xué)生主動(dòng)參與；發(fā)揮思維想象力。 （2）激發(fā)學(xué)生研究、探索意識(shí)。 課后布置任務(wù)：課后預(yù)習(xí)本單元第二部分二氧化硅與信息材料，通過各種途徑找關(guān)于這方面的資料， 第二課時(shí) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 1． 引入新課 復(fù)習(xí)提問：（1）傳統(tǒng)材料硅酸鹽產(chǎn)品主要包括哪些？ （2）光導(dǎo)纖維的主要成分是什么？ （3）硅在自然界中無游離態(tài)，為什么？ 是不是單質(zhì)硅的性質(zhì) 思考、討論問題并回答。 溫故知新，引入學(xué)習(xí)境界；設(shè)疑激發(fā)學(xué)生的思維，讓學(xué)生帶著疑問學(xué)習(xí)新知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率。 過渡：下面我們就一起來討論學(xué)習(xí)硅單質(zhì)的性質(zhì)和用途 2、課前查閱資料 （1）要求學(xué)生從查閱的資料和了解的知識(shí)總結(jié)硅單質(zhì)的用途。 （2）提供集成電路的有關(guān)資料。 （3）問：資料中的應(yīng)用體現(xiàn)了硅的哪些性質(zhì)？ 討論、交流、總結(jié)、回答。 從學(xué)生了解的知識(shí)入手，學(xué)習(xí)效果好；提供資料，讓學(xué)生自主歸納，主動(dòng)參與，激發(fā)思維。 過渡：硅單質(zhì)還有那些性質(zhì)？ 3、 硅(silicon)單質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) （1）提供硅單質(zhì)的彩圖。 （2）提供硅單質(zhì)的結(jié)構(gòu)圖或結(jié)構(gòu)模型；要求學(xué)生分析與哪種已學(xué)的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)相似？ （3）要求學(xué)生根據(jù)已學(xué)知識(shí)類推硅單質(zhì)有哪些物理和化學(xué)性質(zhì)？ (4)整理硅的物理性質(zhì)； （5）介紹硅的主要化學(xué)性質(zhì)。 （1）觀察、討論交流、類推、總結(jié)硅的物理性質(zhì)。 （2）討論類推硅的化學(xué)性質(zhì)。 （3）學(xué)習(xí)硅的化學(xué)性質(zhì)，有關(guān)化學(xué)、離子方程式的書寫和氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移的練習(xí)。 （1）通過圖示來總結(jié)性質(zhì)，培養(yǎng)鍛煉學(xué)生的觀察能力； （2）由結(jié)構(gòu)類推性質(zhì)，培養(yǎng)鍛煉學(xué)生的分析推理能力，加深對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì)的理解。 （3）介紹硅的化學(xué)性質(zhì)，完整知識(shí)，豐富內(nèi)容。 （4）讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用類推、對(duì)比分析的學(xué)習(xí)方法。 思考探索：硅的性質(zhì)通常時(shí)穩(wěn)定的，那么自然界中為什么無游離態(tài)？請(qǐng)同學(xué)們課后查閱有關(guān)資料分析、討論解決。 過渡：由于硅的性質(zhì)使硅的用途非常廣泛而且非常重要。 4．硅的用途：用多媒體展示一些用作原料制造的產(chǎn)品圖片。 觀察總結(jié)硅的用途。 提供圖片，學(xué)習(xí)用途時(shí)能聯(lián)系實(shí)際，有利于記憶，學(xué)習(xí)效率高。同時(shí)學(xué)習(xí)過程生動(dòng)有形。提高學(xué)習(xí)興趣。 過渡：硅的用途非廣泛，特別是信息時(shí)代更離不開硅，自然界無游離態(tài)的硅，那么工業(yè)生產(chǎn)中是怎樣生產(chǎn)硅的呢？ 5．硅的工業(yè)制法 從用途引入，介紹工業(yè)生產(chǎn)高純度硅的主要過程和主要化學(xué)方程式。 學(xué)習(xí)了解工業(yè)生產(chǎn)硅的過程及主要化學(xué)方程式。從用途引入，介紹工業(yè)生產(chǎn)高純度硅的主要過程和主要化學(xué)方程式。 理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和探索意識(shí)。 過渡：了解了硅的有關(guān)知識(shí)，我們?cè)賮韺W(xué)習(xí)二氧化硅的知識(shí)。 6．二氧化硅(silica)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途：（1）要學(xué)生展示收集的二氧化硅的實(shí)物和相應(yīng)產(chǎn)品； （2）提供二氧化硅的在自然界的一些圖片；多媒體展示二氧化硅的結(jié)構(gòu)； （3）要求學(xué)生結(jié)合結(jié)構(gòu)和收集的資料總結(jié)類推二氧化硅的一些性質(zhì)； （4）介紹二氧化硅性質(zhì)；要求思考二氧化硅與氫氟酸、強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的實(shí)際作用。 （5）多媒體展示二氧化硅的一些制品。 (6)播放光導(dǎo)纖維的生產(chǎn)和作用錄像。 1）展示收集物品； （2）思考、交流、討論、總結(jié)、類推二氧化硅的性質(zhì)； （3）學(xué)習(xí)二氧化硅的性質(zhì)； （4）總結(jié)二氧化硅的用途 運(yùn)用結(jié)構(gòu)分析推理性質(zhì)的方法學(xué)習(xí)新知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生有科學(xué)的學(xué)習(xí)方法；學(xué)習(xí)中主動(dòng)參與，鍛煉能力。 課后布置任務(wù)：復(fù)習(xí)本單元的知識(shí)，通過相關(guān)練習(xí)進(jìn)行鞏固。 教學(xué)反思： 1、本節(jié)的教學(xué)任務(wù)基本完成，通過學(xué)習(xí)過程的體驗(yàn)，使學(xué)生形成和發(fā)展正確地發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的思想方法，學(xué)會(huì)從生活中去發(fā)現(xiàn)化學(xué)、研究化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)。 2、 學(xué)生能在課前閱讀與本節(jié)相關(guān)的材料，知道目前全球信息的流通、電子業(yè)的發(fā)展是離不開硅的，并在課堂在上積極發(fā)表自己的看法，活躍了課堂氣氛，教師能在相對(duì)寬松平和的環(huán)境下講授新知識(shí)，學(xué)生也比較容易接受。 3、 小組之間積極討論，保證了教學(xué)的效率。教師鼓勵(lì)同學(xué)們努力學(xué)習(xí)，掌握更多的科學(xué)知識(shí)，開發(fā)、研究硅這古老而又年輕的元素在更多方面的應(yīng)用。 4、 有些同學(xué)上網(wǎng)找了大量的資料，包括新型的陶瓷、玻璃以及玻璃珠的應(yīng)用，課堂時(shí)間如果足夠，教師可以對(duì)這方面的知識(shí)做簡(jiǎn)要的介紹，拓展學(xué)生的視野，也激起學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，讓學(xué)生知道“科技可以創(chuàng)造奇跡”。 5、 若有條件可以帶學(xué)生到就近的水泥產(chǎn)、玻璃產(chǎn)等去參觀這些硅酸鹽產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，讓學(xué)生體會(huì)到生活中處處有化學(xué)，要知道讀書的目的是為了“學(xué)以致用”。 問題思考： 1.你有沒有發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室中，盛裝堿液的試劑瓶的塞子是什么塞？為什么不是玻璃塞？ 2．請(qǐng)畫出碳原子和硅原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖，比較兩原子結(jié)構(gòu)有何共同點(diǎn)？碳單質(zhì)金剛石和晶體硅的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有相似之處嗎？那么，CO2和SiO2呢？據(jù)所學(xué)知識(shí)列表比較它們的性質(zhì)；分析思考產(chǎn)生性質(zhì)差別的根本原因是什么？ 【提示】： CO2 SiO2 物理性質(zhì) 無色無味氣體，能溶于水。它的固體叫干冰。 難溶、難熔的固體，硬度大，熔沸點(diǎn)高。 化學(xué)性質(zhì) 是酸性氧化物：能與水反應(yīng)、與堿反應(yīng)、與堿性氧化物反應(yīng)；與過氧化鈉反應(yīng)；與碳酸鈉溶液反應(yīng)；有水時(shí)能溶解碳酸鈣；高溫與碳反應(yīng)等。 是酸性氧化物，但不溶于水，不與水反應(yīng)，常溫只與單質(zhì)氟、氫氟酸和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)；高溫可與氧化鈣、純堿、碳酸鈣碳單質(zhì)反應(yīng)。 聯(lián)系 CO2 + 2H2O +Na2SiO3 == Na2CO3 + H4SiO4↓(酸性：H2CO3強(qiáng)于H4SiO4或H2SiO3) 111